CN208128547U - 电子加热装置的温度智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子加热装置的温度智能控制系统，包括控制单元、气流采集单元以及加热单元，其中，气流采集单元，用于收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差，并将电压差放大后输送至控制单元；控制单元，用于接收放大后的电压差，并根据电压差，输出控制信号至加热单元；加热单元，用于接收控制信号，并根据控制信号调整升温速率。本实用新型通过设置气流采集单元，收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差，并将电压差放大后输送至控制单元，由控制单元调整加热单元的升温速率，以实现采集使用者的吸气大小，根据吸气大小调整升温速率，智能控制温度，保证电子加热装置烘烤香烟的效果，并给予使用者较好的口感。

Description

电子加热装置的温度智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及电子加热装置，更具体地说是指电子加热装置的温度智能控制系统及其控制方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高，逐渐认识到吸烟对人体的危害，因此诞生了电子烟。低温不燃烘烤烟具，也即电子加热装置是一种新型的香烟吸食器具，因工作的温度远远小于香烟直接燃烧的温度，而受到大众的欢迎。

现有低温不燃烘烤烟领域采用恒温控制发热管/发热丝，微处理器在过程中时时检测发热管/发热丝的工作温度，如过程中发热管/发热丝温度降低，会加大发热管/发热丝的功率，使其恒温，当使用者使用该装置吸食香烟时，产生的气流会带走部分热量。而使用者的气流大小却无法识别，当使用者吸力不一致时，吸走的热量也不一致，导致吸烟的效果不一致。当前的升温速率达不到气流带走的温度，吸出的烟雾口感会变差。

因此，有必要设计一种新的温度智能控制系统，实现采集使用者的吸气大小，根据吸气大小调整升温速率，智能控制温度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供电子加热装置的温度智能控制系统及其控制方法。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：电子加热装置的温度智能控制系统，包括控制单元、气流采集单元以及加热单元，其中，所述气流采集单元，用于收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差，并将电压差放大后输送至控制单元；所述控制单元，用于接收放大后的电压差，并根据电压差，输出控制信号至加热单元；所述加热单元，用于接收控制信号，并根据控制信号调整升温速率。

其进一步技术方案为：所述气流采集单元包括气流传感器U2以及信号放大模块，其中，气流传感器U2，用于收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差；信号放大模块，用于将电压差放大后输送至控制单元。

其进一步技术方案为：所述信号放大模块包括放大芯片U5以及放大电阻R，所述放大匹配电阻R包括第一放大匹配电阻R11、第二放大匹配电阻R12以及第三放大匹配电阻R13。

其进一步技术方案为：所述控制单元包括控制芯片U4。

其进一步技术方案为：所述加热单元包括发热导体、加热驱动模块以及检测模块；其中，所述加热驱动模块，用于接收控制信号，驱动外接的发热导体加热；所述检测模块，用于获取加热驱动模块在工作过程中的电流和电压，反馈信号至控制单元，以调整加热驱动模块的加热温度。

其进一步技术方案为：所述加热驱动模块包括驱动芯片Q1以及开关元件Q2，所述开关元件Q2根据接收到的控制信号，通过打开或关断状态来实现对驱动芯片Q1的控制；所述检测模块包括电流采样芯片U1。

其进一步技术方案为：还包括充电单元，所述充电单元用于根据外部电源输入，并对与其连接的供电单元充电。

其进一步技术方案为：还包括显示单元，所述显示单元，用于在控制单元的控制下，显示电加热装置当前的状态。

其进一步技术方案为：还包括开关单元，所述开关单元用于电加热装置的启动或关闭操作，形成控制单元的输入信号。

其进一步技术方案为：所述开关单元为按键SW1。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型的电子加热装置的温度智能控制系统，通过设置气流采集单元，收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差，并将电压差放大后输送至控制单元，由控制单元调整加热单元的升温速率，以实现采集使用者的吸气大小，根据吸气大小调整升温速率，智能控制温度，保证电子加热装置烘烤香烟的效果，并给予使用者较好的口感。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例提供的电子加热装置的温度智能控制系统的结构框图；

图2为本实用新型具体实施例提供的气流采集单元的电路原理图；

图3为本实用新型具体实施例提供的控制单元的电路原理图；

图4为本实用新型具体实施例提供的加热单元的电路原理图；

图5为本实用新型具体实施例提供的充电单元的电路原理图；

图6为本实用新型具体实施例提供的显示单元的电路原理图。

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1～6所示的具体实施例，本实施例提供的电子加热装置的温度智能控制系统，可以运用在一个温度相对较低且不燃烘烤烟草或香烟丝的电子加热装置中，实现采集使用者的吸气大小，根据吸气大小调整升温速率，智能控制温度。

如图1所示，本实施例提供了电子加热装置的温度智能控制系统，其包括控制单元、气流采集单元以及加热单元，其中，气流采集单元，用于收集用户吸气时通过电子烟的气流，转换为电压差，并将电压差放大后输送至控制单元；控制单元，用于接收放大后的电压差，并根据电压差，输出控制信号至加热单元；加热单元，用于接收控制信号，并根据控制信号调整升温速率。

更进一步地，上述的气流采集单元包括气流传感器U2以及信号放大模块1，其中，气流传感器U2用于收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差；信号放大模块1，用于将电压差放大后输送至控制单元。

电加热装置的重要一个参数是要保持恒温，采用气流传感器U2，气流传感器U2会检测使用者吸气大小。气流传感器U2采集变化的气流，并以电压差的方式放大后传送给控制单元识别，当气流大时，代表发热导体4(如发热丝或发热管)热量流失得快，电子加热装置中的控制单元会加大功率使其快速升温，从而保证电子加热装置烘烤香烟的效果，给予使用者最好的口感。

另外，上述的信号放大模块1包括放大芯片U5以及放大匹配电阻R，本实施例中，放大匹配电阻R包括第一放大匹配电阻R11、第二放大匹配电阻R12和第三放大匹配电阻R13依次串联组成；放大芯片U5的输出信号脚(OUTA端脚)与反向信号脚(-INA端脚)分别并联连接在第二放大匹配电阻R12两端，第一放大匹配电阻R11的另一端接地，第三放大匹配电阻R13的另一端接控制单元的控制芯片U4。

信号放大模块1还包括滤波电容C4，滤波电容C4的两端分别连接在放大芯片U5的-INA端脚以及OUTA端脚，以形成放大电路。

第一下拉电阻R15与限流电阻R14的一端连接后与气流传感器U2的DWN-端脚连接；第一下拉电阻R15的另一端接地；限流电阻R14的另一端与三端稳压芯片U3的控制端连接；三端稳压芯片U3的负极通过电阻R10接3v工作电压；三端稳压芯片U3的负极正极接地。

三端稳压芯片U3的型号为TL431。三端稳压芯片U3稳定输出2.5V的电压，再经限流电阻R14和第一下拉电阻R15分压后输送至气流传感器U2。

气流通过气流传感器U2时，气流传感器U2内部会产生气压差，在气流传感器U2的UP-脚产生电平信号，此电平信号通过放大芯片U5，将放大后的信号经过检测脚IR1传送给控制单元的控制芯片U4。

具体地，在本实施例中，上述的控制单元包括控制芯片U4。

具体地，上述气流信号放大模块1的检测脚IR1与控制芯片U4的PF7管脚(36脚)连接。

更进一步地，上述的加热单元包括加热驱动模块3以及检测模块2。加热驱动模块3用于接收控制信号，驱动与其外接的发热导体4加热；检测模块2用于获取加热驱动模块3在工作过程中的电流和电压，反馈信号至控制单元的控制芯片U4，以调整加热驱动模块3的加热温度。

在本实施例中，上述的发热导体4为发热丝，于其他实施例，上述的发热导体4为发热丝与发热管的组合体。

优选地，如图4所示，上述的加热驱动模块3包括驱动芯片Q1以及开关元件Q2；该驱动芯片Q1的型号为P-MOS管，该驱动芯片Q1的G端脚连接有开关元件Q2，通过开关元件Q2的导通或截断，实现能量的输出或截断，以完成对发热导体4的加热或停止加热；该开关元件Q2根据接收到的控制信号，通过打开或导通状态来实现对驱动芯片Q1的控制；所述检测模块包括电流采样芯片U5。

具体地，上述的开关元件Q2为PNP型三极管或P-MOS管，其中，上述的加热驱动模块3还包括上拉电阻R2以及第一限流电阻R5，该上拉电阻R2一端接BT+，另一端与开关元件Q2输入脚(即S极)连接以及第一限流电阻R5两端连接于驱动芯片Q1的控制脚(即G极)和开关元件Q2的输入脚(即S极)。

上述的检测模块2包括采样电阻R1，该采样电阻R1的一端连接于驱动芯片Q1的输出脚(即D极)，另一端连接发热导体4。

根据P-MOS管的特性，当栅极-源极之间电压Vgs小于一定值时，驱动芯片Q1就会导通，反之会截止；如图4中，当HOT_1输出低电平，开关元件Q2不导通，驱动芯片Q1的控制脚(G极)为高电平，即驱动芯片Q1的输入端(S极)与输出端(D极)间不导通，此时驱动芯片Q1停止工作，驱动芯片Q1不向发热导体4提供工作电流，发热导体4不工作；当HOT_1为高电平，开关元件Q2导通，驱动芯片Q1的控制脚(G极)为低电平，即驱动芯片Q1的输入端(S极)与输出端(D极)导通，驱动芯片Q1向发热导体4提供工作电流，发热导体4工作。

如图3所示，HOT_1控制信号是由控制单元的控制芯片U1输出的。

另外，如图4所示，所述检测模块2还包括电流采样芯片U5，采样电阻R1为电流采样电阻，流过发热导体4的电流等于流过采样电阻R1的电流，电流流过采样电阻R1，在采样电阻R1的两端产生电压，由于采样电阻R1的阻值比较小，因此在采样电阻R1的两端的电压也比较小，经电流放大器放大若干倍后，转换为合适AD采样的电压，该电压被控制芯片U4端口PA4采集。对电流采样电阻要求阻值小，精度控制在1％。

另外，上述的检测模块2还包括第一分压电阻R4、第二分压电阻R6，检测模块2利用第一分压电阻R4以及第二分压电阻R6采集流过发热导体4的电压，供控制芯片U4采集。

上述的加热单元的个数可以为一个、两个或三个；于其他实施例，上述的加热单元的个数为四个或者其他个数，加热单元环绕着烟草布置，以便于使烟草受热均匀，释放的香烟气较为均匀。

具体地，上述的控制芯片U4具有PWM输出端口，可以根据气流的大小调整PWM占空比，从而调整加热曲线。

如图5所示，于其他实施例，上述温度智能控制系统还包括充电单元7，该充电单元7用于外部电源输入并对与其连接的供电单元8充电；而供电单元8用于对控制单元供电。本实施例中，供电单元8为电池及电池组合，也为电加热装置工作提供能量。

该充电单元7包括充电管理芯片U6以及与充电管理芯片U6连接的USB接口，该充电管理芯片U6的型号为LP28021。

另外，于其他实施例，上述温度智能控制系统还包括显示单元5，显示单元5用于在控制单元的控制下，显示电加热装置当前的状态。

在本实施例中，如图6所示，上述显示单元5为若干个LED灯并联连接；于其他实施例，上述的显示单元5还可以为显示屏。

于其他实施例，上述温度智能控制系统还包括开关单元6，所述开关单元6用于电加热装置的启动及关闭操作，形成控制单元的输入信号。

如图3所示，上述的开关单元6为按键SW1。于其他实施例，上述的开关单元6还可以为其他单刀开关等。

电子加热装置通过按键SW1开启后，开始加热，当达到预设温度后将通过发热导体4的温度反馈调节输出功率的大小达到恒温效果，气流的大小产生的信号将不相同。这些信号经过放大，电加热装置的控制芯片U4控制加热驱动模块3，实现控制升温速率的调整。

上述的电子加热装置的温度智能控制系统，通过设置气流采集单元，收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差，并将电压差放大后输送至控制单元，由控制单元调整加热单元的升温速率，以实现采集使用者的吸气大小，根据吸气大小调整升温速率，智能控制温度，保证电子加热装置烘烤香烟的效果，并给予使用者较好的口感。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，包括控制单元、气流采集单元以及加热单元，其中，所述气流采集单元，用于收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差，并将电压差放大后输送至控制单元；所述控制单元，用于接收放大后的电压差，并根据电压差，输出控制信号至加热单元；所述加热单元，用于接收控制信号，并根据控制信号调整升温速率。

2.根据权利要求1所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，所述气流采集单元包括气流传感器U2以及信号放大模块，其中，气流传感器U2，用于收集用户吸气时通过电子加热装置的气流，转换为电压差；信号放大模块，用于将电压差放大后输送至控制单元。

3.根据权利要求2所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，所述信号放大模块包括放大芯片U5以及放大匹配电阻R，所述放大匹配电阻R包括第一放大匹配电阻R11、第二放大匹配电阻R12以及第三放大匹配电阻R13。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，所述控制单元包括控制芯片U4。

5.根据权利要求4所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，所述加热单元包括加热驱动模块以及检测模块；其中，所述加热驱动模块，用于接收控制信号，驱动外接的发热导体加热；所述检测模块，用于获取加热驱动模块在工作过程中的电流和电压，反馈信号至控制单元，以调整加热驱动模块的加热温度。

6.根据权利要求5所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，所述加热驱动模块包括驱动芯片Q1以及开关元件Q2，所述开关元件Q2根据接收到的控制信号，通过打开或关断状态来实现对驱动芯片Q1的控制；所述检测模块包括电流采样芯片U1。

7.根据权利要求1所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，还包括充电单元，所述充电单元用于根据外部电源输入，并对与其连接的供电单元充电。

8.根据权利要求1所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元用于在控制单元的控制下，显示电加热装置当前的状态。

9.根据权利要求1所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，还包括开关单元，所述开关单元用于电加热装置的启动或关闭操作，形成控制单元的输入信号。

10.根据权利要求9所述的电子加热装置的温度智能控制系统，其特征在于，所述开关单元为按键SW1。